第五章 构造

第五章构造

第一节区域构造轮廓

一、研究区大地构造位置

实习区西部为鄂尔多斯克拉通块体及周边狭长形断陷盆地带，东部为华北环形裂谷盆地及其周边的山岭带。处于华北板块中部，位于北北东向太行山东北端与东西向燕山山脉接壤处。该区受两个方向的运动作用控制，属板内强变形带，因此各种构造现象集中发育（附图IV）。

二、区域构造

区内构造发育，主要有164背斜、太平山向斜以及图区外的孤山口复杂褶皱，断裂构造发育有走向断裂系和横向断裂，岩体发育有脆韧性剪切带，以及黄山店褶皱-冲断构造等。

三、研究区总体构造特征

区内地质研究程度较高，地层发育较全并可与华北地台其它地区对比，区域上主要由房山侵入体及围绕其分布的多期多形式断层和褶皱组成。周口店一带各种构造现象集中发育，成为板内浅变质岩构造地质构造研究的典型地区。

第二节褶皱

实习区内褶皱构造发育良好，其中包括东西向褶皱和北北东向褶皱。东西向褶皱是指以早期褶叠层的顺层面理作为变形面所铸就的东西向印支主期褶皱，前期的剥离断层及推覆构造，连同残余的原生层理，都作为褶皱变形卷入这一构造之内。区内主要有164背斜、太平山向斜以及图区外的孤山口复杂褶皱。

一、164背斜

164背斜（图5-1 164背斜素描图）分布于太平山向斜的南侧，展布于162.9高地至牛口峪一带，近东西向延伸，区内长度约有400m，枢纽向东倾伏，轴面近于直立，属直立倾伏褶皱。其转折端圆滑（图5-2 164背斜倾伏态示意图），两翼较平缓。其核部主要出露马家沟组灰岩，两翼为石炭系至二叠系地层。

164背斜转折端及南翼均发育次级褶皱，并伴生有同期小构造，根据形成时期不同可分为三期：

1、早期小构造

1）石香肠构造

在164背斜的南翼可以观察到比较强硬的白云质灰岩和较软弱的泥质灰岩相间导致的石香肠构造。香肠体内部形成了垂直层面的张裂隙，并为方解石脉等矿物充填。

2）火炬状节理

发育在中厚层灰岩中，由两组雁列式张节理组成的共轭剪切带，被方解石填充，最大主应力方向为竖直方向（图5-3 火炬状张节理素描图）。

3）固流褶皱

发育在164背斜南翼，固流褶皱是指岩石在固态流变条件下发生在具有高韧性和低粘度岩石中，岩石呈类似于粘性流体粘滞性流动作用。是一种剪切褶皱作用，可以指示早期所反映的岩体运动方式。

4）压溶劈理

发育在164背斜南翼白云质灰岩中，不连续，属间隔劈理，是先存的流劈理在纵弯褶皱作用下，压溶作用是物质溶失而缩短。

2、同期小构造

为东西向劈理，与褶皱同时形成。

3、晚期小构造

为南北向劈理，在褶皱形成后，由于后期应力作用，在两翼发育。

二、太平山向斜

太平山向斜位于房山岩体的南部，分布于太平山-二亩岗一带，长约2000m,宽为900~1000m。核部地层为石炭-二叠系的各组地层，两翼由下古生界-元古生界各地层组成。太平山向斜北翼较陡，岩层倾角50°~80°，南翼较缓，岩层倾角30°~50°。轴面近东西向，枢纽向东扬起，属直立倾伏褶皱，西段宽，东段窄。

太平山向斜北翼发育一系列轴面直立的次级褶皱，导致地层重复出现，并导致地层厚度的局部增减（图5-4 太平山北坡信手剖面图）。此外，在靠近太平山向斜核部的北坡二叠系，如山西组的板岩倾向变为东北向，说明太平山除了受南北向挤压作用下，还受后期北北东向挤压力的作用。太平山向斜形成于印支时期。

三、孤山口复杂褶皱

孤山口复杂褶皱分布孤山口火车站北侧陡壁上（图5-5 孤山口素描图），主要岩性为雾迷山组青灰色硅质白云岩、黄色条带状钙质千枚岩，此褶皱样式为长翼薄而平缓，短翼厚而陡倾，总体为“Z”形的一系列倒转-平卧褶皱。其中黄色钙质千枚岩形成转折端较尖的顶厚褶皱，白云岩形成转折端平缓的等厚褶皱。褶皱枢纽近北东-南西向，向北东方向扬起。

孤山口复杂褶皱内部小构造如下：

1、小褶皱

1）“Z”“M”“S”形褶皱

整体为一斜卧褶皱，核部为千枚状板岩，翼部位白云岩含硅质条带和团块，上翼为“Z”型褶皱，转折端为“M”型褶皱，下翼为“S”型褶皱。（图5-6 劈理折射-zms小褶皱素描图）2）斜卧褶皱

出露于铁路旁边的白云岩中，轴面产状50°∠27°，枢纽在轴面上的侧伏角约为90°，属斜卧褶皱。（图5-7 素描图）

3）鞘褶皱

北壁东端小坡上可见鞘褶皱，是韧性剪切带中的一种A型褶皱，呈扁圆状、舌状或圆筒状，鞘褶皱枢纽方向或垂直Y轴剖面上的褶皱倒向指示剪切方向。（图5-8 素描图）

2、劈理

1）劈理弯曲和折射

在北壁西端的褶皱中劈理形成于相对能干的灰色白云岩层中时，岩层与劈理夹角较大且发育稀疏；形成于相对软弱劈的黄色钙质千枚岩中时，岩层与劈理夹角较小且发育密集，由于两种岩性差异形成劈理折射。另外在此处可见劈理弯曲，由于白云岩由厚层状向薄层状过渡，使得劈理夹角逐渐变小，形成劈理弯曲。（图5-6）

2）层间劈理

该处层间劈理广泛发育，是一种受岩性及层面控制、与层理斜交的劈理。

3）正扇形间隔劈理和反扇形连续劈理

相对强硬层中，劈理向中间收敛，呈正扇形分布，形成正扇形间隔劈理。相对软弱层中轴面劈理向转折端收敛，呈反扇形分布，形成反扇形连续劈理。（图5-8 素描图）

3、线理

1）矿物拉伸线理

南峭壁西端的绢云母千枚岩面上可观察到拉伸线理，是拉长的碎石岩屑、矿物颗粒或集合体等平行排列而显示的线状构造。侧伏向及侧伏角为255°∠45°。

2）窗棂构造

火车站的南峭壁上发育，窗棱构造属于大型线理，也是B型线理，常沿强弱岩层相邻的界面出现，一系列宽而圆的背形被尖而窄的向形所分开。此处强硬层为厚层白云岩中夹两条硅质条带，且可以观察到硅质条带在转折端的次级小褶皱；软弱层为千枚岩，呈尖窄形嵌入强硬层。（图5-9 素描图）

4、火炬状节理

在北壁中部可见，发育在中厚层灰岩中，是由两组雁列式张节理组成的共轭剪切带。

5、小断层

在北壁中部偏西可见一小断层，断层带中有断层泥，带宽约10cm，断层面上有明显的擦痕和阶步，且两侧有牵引构造，据此可推断该为一正断层，断层面的产状130°∠29°。（图5-10 素描图）

第三节断裂构造

断裂按运动方向可分为正断层、逆断层和平移断层；根据断层与岩层关系可分为走向断层、倾向断层、斜向断层和顺层断层。

一、走向断裂系

1、一条龙-骆驼山近东西向正断层系

位于区内北部，沿一条龙-骆驼山一带分布，断层走向呈近东西向延伸，其中以官地-大砾岩山剖面为典型，自北而南地层分别为：官地杂岩、雾迷山组、洪水庄组、铁岭组、下马岭组、长龙山组、寒武系、马家沟组，各组之间均为高角度正断层接触，造成各组地层的剪薄。地层产状与断层面产状近相同，倾角50°-80°。一条龙联合剖面（图5-11）。

2、周家坡-山顶庙-向源山-房山西弧形逆断层

位于区内东部，沿牛口峪水库呈向北东突出的弧形（附图Ⅰ）。从内弧向外弧地层依次为：马家沟组、寒武系、长龙山组、下马岭组、铁岭组和太古界官邸杂岩。此断裂系中老地层均盖在新地层之上，据此推测为逆断层。该断裂系经历了多期作用，在房山西发育早期逆冲、晚期正断层。

二、横向断裂

横向断层指断层走向与岩层走向直交的断层。

区内分布有三条横向断层，为乱石垅附近的横向断层及大砾岩山与骆驼山之间构成“Y”字型的两条横断层（附图Ⅳ）。其切割地层长度均小于1000m，均切割附近的走向断裂系。

乱石垅附近的横向断层切割铁岭组、下马岭组及马家沟组。“Y”字型切割的地层有蓟县群、青白口群、寒武统、马家沟组、石炭统和山西组。平面上呈“Y”，“Y”字内的太原组和山西组地层相对两侧地层向北运动，西边一条为左行断层，形成较早，被东边一条切割；东边一条为右行断层，形成较晚；但二者均形成于二叠纪，均为受水平剪切力而形成的。

第四节岩体西北缘剪切带特征

在车厂发育有大量的脆韧性剪切带。

第一节脆性剪切带

脆性剪切带是在地壳浅层次发生的脆性变形的产物，即通常说的断层。其特点是具有一个或多个清楚的不连续界面，两盘位移明显，变形集中在个别不连续面上，伴生有各种碎裂岩系列的断层岩，其两侧岩石几乎未受变形。

第二节韧性剪切带

韧性剪切带是岩石在塑性状态下发生连续变形的狭窄高剪切应变带。典型的韧性剪切带内变形状态从一壁穿过剪切带到另一壁是连续的，不出现破裂或不连续面，带内变形和两盘的位移完全由岩石的塑性流动或晶内变形来完成，并遵循不同的塑性或粘性蠕变律。具有“段而未破，错而似连”的特点。

一、几何学

边界具有相互平行的两盘，沿每个横断面的位移情况是一样的。

二、运动学

可据S-C面理、旋转碎斑系、多米诺骨牌构造等可判断剪切方向。

第五节黄山店褶皱-冲断构造

一、基本特征

黄山店褶皱-冲断构造（图5-12素描图）总体上是由两个互相叠置的大型平卧背斜和向斜组成，在褶皱的倒转翼上发生了铲式逆冲断层。褶皱枢纽基本上呈NEE75°-80°方向，轴面倾向SSE，总体呈NE向延展，断面呈平缓弧状。冲断运移方向为NNW340°-350°。褶皱-冲断构造(第二期变形)形成后又受到印支主期变形叠加而形成迎风峪向形。

二、伴随地质现象

1、黄山店鸡场铁岭组的构造变形特征

此处可见多处变形形成的小构造现象，如S\C组构（图5-12-A）、拔丝构造、δ构造（图5-12-B）、σ构造（图5-13）、顺层掩卧褶皱（图5-12-D）、“M”型褶皱（图5-12-C）。许多剪切构造形成的裂隙已被方解石或石英充填，易于观察。

2、倒转叠层石的识别

叠层石呈椭圆形或水平方向上的单向凸起生长，表明岩石受力发生竖直方向上的旋转，即柱状叠层石发生强烈剪切变形，呈倒转位态，指示岩层的倒转（图5-）。

3、黄山店东南公路边水渠壁同沉积构造（图5-）

（1）同沉积断层

又称生长断层，其上盘在沉积过程中相对下移，明显同层沉积厚于下盘的，倾角较大，为正断层。

（2）冲刷构造

（3）扰动构造和风暴岩

风暴岩是指白云岩在未固结状态下，风暴扰动使底部砾石翻滚，在硅质交结物的混合下，

受重力作用形成，反应了动荡的海水、浅海环境中沉积形成。

第六节构造演化

根据区域地质资料以及前人研究成果表明，周口店地区构造经历了多期、多阶段、多体制的复杂变化，通过对各种构造叠加关系的综合分析，并综合区内岩浆和变质作用的分析，可将本区的构造演化概括如下：

一、前印支期构造

164背斜南翼中发育的火炬状节理（图5-）、柔流褶皱、石香肠构造均表明该区岩层在形成褶皱前曾受到过垂直方向的构造力，为前印支期构造。

二、印支期构造

就北京西山而言，印支运动存在的依据为：接触关系、构造方向和褶皱样式差异、岩浆活动、变质作用。印支构造旋回在周口店实习区内可明显观察到两期构造变形，印支早期顺层固态变形构造和印支主期面理褶皱。

此期间形成了164背斜（图5-）、太平山向斜。164背斜形成标志受到南北方向的挤压作用，太平山向斜符合“侏罗式褶皱”的特点（图5-），印证了该时期曾受到大范围的南北挤压应力作用。

三、燕山期北北东向构造

随着印支运动结束，实习区应力场的事件类型和作用方式都发生重大改变，近东西向的构造格局被北东向的构造格局所取代。本旋回可鉴定出三个时代的构造形变：裂陷作用，北东向褶皱及推覆构造和逆冲断层及相关的动力变形构造。如先东西逆冲形成断层，然后拉伸，正断层交替出现，正断层为主。

再如孤山口北北东向密集破裂，在此时期主要经历了水平的拉伸和挤压，形成裂陷盆地。孤山口火车站复杂褶皱，房山西叠瓦状断层、房山复式岩体的侵入都是在燕山运动中形成的。

四、喜山期高角度正断层

继燕山构造定型后，本区又表现为一种伸展体制下的构造变形，形成山前正断层系统。